一种新型铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的制备方法与流程

本发明涉及一种新型铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的制备方法，属于近红外高反射粉体材料领域。

背景技术：

铋离子是继过渡金属离子和稀土离子之后，发现的第三类近红外波段激活离子。如1999年，Murata等在铋掺杂的沸石中发现了近红外波段的宽带发光。随后2001年，Fujimoto等在铋掺杂的硅铝酸盐玻璃中也发现了此现象。至此，以铋为代表的P区元素的近红外荧光现象走进了人们的视线，得到了广泛的关注，为近红外波段荧光的应用开辟了新的领域。尤其铋掺杂的材料产生的近红外荧光现象，将会给光通讯带来又一次革命。

氧化锡是一种优秀的透明导电材料，它是第一个投入商用的透明导电材料，氧化锡电极尤其适用于火石类玻璃、钡火石、钡冕，以及重冕玻璃等的熔炼，且对玻璃不产生污染。通过对铋掺杂氧化锡材料的研究发现，该复合材料对近红外的反射率可达85%以上。

目前大部分氧化锡掺杂粉体的制备方法存在不适宜工业化生产，成本较高，制得的粉体粒径分布不均，容易团聚等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种新型铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的制备方法，它解决了目前铋掺杂氧化锡粉体的制备方法不适宜工业化生产，成本较高，制得的粉体粒径分布不均，容易团聚的问题。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种新型铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原料氯化锡和铋盐分别溶解于去离子水；

（2）按照氯化锡、铋盐摩尔比1:0.01～0.1，将上述两种原料溶液添加到反应溶剂中进行混料处理，超声混合1～3h，制得水热反应前驱液；

（3）向前驱液中加入稀碱，调整前驱液的PH值范围处在8～9之间；

（4）将前驱液置于带有搅拌装置的密闭水热反应釜中，在120～250℃条件下搅拌反应5～20h；

（5）将水热反应沉淀物进行反复洗涤后，进行干燥、粉碎、煅烧，即得到目标产物。

作为优选实例，所述步骤（1）中铋盐为氯化铋、硝酸铋、硫酸铋中任意一种。

作为优选实例，所述步骤（2）中反应溶剂为去离子水、无水乙醇中任意一种。

作为优选实例，所述步骤（3）中稀碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中任意一种。

作为优选实例，所述步骤（5）中洗涤过程使用去离子水、无水乙醇中任意一种进行洗涤。

作为优选实例，所述步骤（5）的干燥过程是在90～150℃条件下，干燥6～24h。

作为优选实例，所述步骤（5）的粉碎过程是在2000～15000转/min条件下，粉碎5～30min。

作为优选实例，所述步骤（5）的煅烧过程是在300～750℃条件下，煅烧3～10h。

作为优选实例，所述步骤（5）的煅烧过程是在氩气或氮气保护气氛中进行。

本发明的有益效果是：本发明制备过程简单，耗能低，设备简易，产物纯度高，可直接应用工业化生产；且通过实验证明，得到的铋掺杂氧化锡粉体粒径小，分布窄，不易团聚，稳定性好，对近红外反射率超过85%。

附图说明

图1为实施例1所制备的铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的红外反射谱图；

图2为实施例2所制备的铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的红外反射谱图；

图3为实施例3所制备的铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的红外反射谱图；

图4为实施例4所制备的铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的红外反射谱图。

具体实施方式

为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例和图示，进一步阐述本发明。

一种新型铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原料氯化锡和铋盐分别溶解于去离子水；

（2）按照氯化锡、铋盐摩尔比1:0.01～0.1，将上述两种原料溶液添加到反应溶剂中进行混料处理，超声混合1～3h，制得水热反应前驱液；

（3）向前驱液中加入稀碱，调整前驱液的PH值范围处在8～9之间；

（4）将前驱液置于带有搅拌装置的密闭水热反应釜中，在120～250℃条件下搅拌反应5～20h；

（5）将水热反应沉淀物进行反复洗涤后，进行干燥、粉碎、煅烧，即得到目标产物。

步骤（1）中铋盐为氯化铋、硝酸铋、硫酸铋中任意一种。步骤（2）中反应溶剂为去离子水、无水乙醇中任意一种。步骤（3）中稀碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中任意一种。步骤（5）中洗涤过程使用去离子水、无水乙醇中任意一种进行洗涤。步骤（5）的干燥过程是在90～150℃条件下，干燥6～24h。步骤（5）的粉碎过程是在2000～15000转/min条件下，粉碎5～30min。步骤（5）的煅烧过程是在300～750℃条件下，煅烧3～10h。步骤（5）的煅烧过程是在氩气或氮气保护气氛中进行。

实施例1

一种新型铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原料氯化锡和氯化铋分别溶解于去离子水；

（2）按照氯化锡、氯化铋摩尔比1:0.02，将上述两种原料溶液添加到去离子水中进行混料处理，超声混合1h，制得水热反应前驱液；

（3）向前驱液中加入氢氧化钠，调整前驱液的PH值为8.5；

（4）将前驱液置于带有搅拌装置的密闭水热反应釜中，在150℃条件下搅拌反应6h；

（5）将水热反应沉淀物用去离子水进行反复洗涤后，在100℃条件下，干燥8h，在5000转/min条件下，粉碎10min，在氩气氛围中，400℃条件下，煅烧4h，即得到目标产物。

根据实施例1的制备方法，所得到的铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的红外反射谱图如图1所示。

实施例2

一种新型铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原料氯化锡和硝酸铋分别溶解于去离子水；

（2）按照氯化锡、硝酸铋摩尔比1:0.01，将上述两种原料溶液添加到去离子水中进行混料处理，超声混合2h，制得水热反应前驱液；

（3）向前驱液中加入氨水，调整前驱液的PH值为9；

（4）将前驱液置于带有搅拌装置的密闭水热反应釜中，在150℃条件下搅拌反应6h；

（5）将水热反应沉淀物用去离子水进行反复洗涤后，在90℃条件下，干燥24h，在6000转/min条件下，粉碎5min，在氩气氛围中，300℃条件下，煅烧6h，即得到目标产物。

根据实施例2的制备方法，所得到的铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的红外反射谱图如图2所示。

实施例3

一种新型铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原料氯化锡和硫酸铋分别溶解于去离子水；

（2）按照氯化锡、硫酸铋摩尔比1:0.05，将上述两种原料溶液添加到无水乙醇中进行混料处理，超声混合3h，制得水热反应前驱液；

（3）向前驱液中加入氢氧化钾，调整前驱液的PH值为9；

（4）将前驱液置于带有搅拌装置的密闭水热反应釜中，在120℃条件下搅拌反应20h；

（5）将水热反应沉淀物用去离子水进行反复洗涤后，在130℃条件下，干燥10h，在2000转/min条件下，粉碎30min，在氮气氛围中，750℃条件下，煅烧3h，即得到目标产物。

根据实施例3的制备方法，所得到的铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的红外反射谱图如图3所示。

实施例4

一种新型铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原料氯化锡和硝酸铋分别溶解于去离子水；

（2）按照氯化锡、硝酸铋摩尔比1:0.1，将上述两种原料溶液添加到去离子水中进行混料处理，超声混合3h，制得水热反应前驱液；

（3）向前驱液中加入氢氧化钠，调整前驱液的PH值为8；

（4）将前驱液置于带有搅拌装置的密闭水热反应釜中，在250℃条件下搅拌反应5h；

（5）将水热反应沉淀物用去离子水进行反复洗涤后，在150℃条件下，干燥6h，在15000转/min条件下，粉碎5min，在氩气氛围中，300℃条件下，煅烧10h，即得到目标产物。

根据实施例4的制备方法，所得到的铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的红外反射谱图如图4所示。

实施例5

一种新型铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原料氯化锡和硫酸铋分别溶解于去离子水；

（2）按照氯化锡、硫酸铋摩尔比1:0.08，将上述两种原料溶液添加到去离子水中进行混料处理，超声混合2.5h，制得水热反应前驱液；

（3）向前驱液中加入氢氧化钾，调整前驱液的PH值为8.5；

（4）将前驱液置于带有搅拌装置的密闭水热反应釜中，在200℃条件下搅拌反应8h；

（5）将水热反应沉淀物用去离子水进行反复洗涤后，在140℃条件下，干燥6h，在10000转/min条件下，粉碎10min，在氩气氛围中，600℃条件下，煅烧6h，即得到目标产物。

实施例6

一种新型铋掺杂氧化锡近红外高反射粉体的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原料氯化锡和硝酸铋分别溶解于去离子水；

（2）按照氯化锡、硝酸铋摩尔比1:0.04，将上述两种原料溶液添加到无水乙醇中进行混料处理，超声混合1.5h，制得水热反应前驱液；

（3）向前驱液中加入氨水，调整前驱液的PH值为8；

（4）将前驱液置于带有搅拌装置的密闭水热反应釜中，在180℃条件下搅拌反应10h；

（5）将水热反应沉淀物用去离子水进行反复洗涤后，在120℃条件下，干燥8h，在12000转/min条件下，粉碎6min，在氮气氛围中，700℃条件下，煅烧4h，即得到目标产物。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。